一种新型双频双圆极化微带天线的设计

本文提出了一种共面波导（CPW）馈电的双频双圆极化微带天线。通过在规则矩形对角线位置切角和加载非对称 V 型槽，天线具备了双频带双圆极化的辐射性能。天线在低频段辐射右旋圆极化（RHCP），在高频段辐射左旋圆极化（LHCP）。对提出的天线进行了参数分析和优化，仿真和实测结果证明该天线在两个谐振频段上具有较好的阻抗匹配和双圆极化性能。

在卫星通信及定位系统中，圆极化天线的应用是必不可少的。但是为了进一步降低干扰，卫星通信上下行频率一般不同，两频段的圆极化旋向也不同。这就需要设计一种能够实现双频双圆极化的天线，所谓双圆极化就是指天线在两个工作频段上的圆极化旋向相反。相对于多馈电的双频双圆极化天线，单馈电的双频双圆极化天线获得了更多的亲睐。实现单馈电双频双圆极化天线的方法主要有两种，一种是使用层叠方式，但这种方式通常会引入多种介质、多层空气层，加工不便。另一种方法就是通过开槽的方法，如通过环形槽实现双频圆极化。运用这种方法设计的天线具有结构简单，加工方便的优点。

本文采用加载槽缝的方式设计了一种可应用于卫星广播系统，航空无线电导航、卫星地球探测、无线电定位等方向的基于非对称 V 型槽的双频双圆极化天线。该天线在低频段和高频段分别具有右旋圆极化（ RHCP）和左旋圆极化（ LHCP）的辐射性能。天线运用共面波导（ CPW）的单点馈电，PCB设计，结构紧凑，加工方便，具有广阔的运用前景。

微带天线因其具有体积小、重量轻、剖面低、馈电方式灵活、花费少、便于圆极化，容易实现双频度和双极化、易于飞行器共形等优点，特别适合用作移动卫星通信的小型移动终端和飞行器载天线。

随着科学技术的不断发展，当今社会卫星导航系统已经在军事和民用领域均得到了广泛应用，如GPS定位系统和我国的北斗导航系统，特别是随着卫星导航接收的集成微型化，出现了各种融通信、计算机、GPS于体的个人信息化终端，使卫星导航技术从专业应用走向大众应用，成为继通信、互联网之后IT第三增长点，作为卫星导航系统的关键部件，所设计的宽波束圆极化微带天线必将有极大的市场应用前景。

在我国，除了GPS导航定位系统之外，我国自主研发的北斗导航系统已经得到了飞速发展，从北斗一代到北斗二代，对我国的国民生活产生了极大的作用。随着我国北斗卫星导航系统的发展，其民用化也是一个必然的趋势，我国地域广阔，人口众多，因此，作为导航卫星接收机的关键部件宽波束微带天线的发展和应用有着广阔的市场和光明的发展前景。

我们预计宽波束圆极化微带天线设计项目投入市场后可达到：2012年收入150万元，2015年收入2000万元，2018年收入1亿以上。

结论

本文通过射频无线技术在规则矩形辐射贴片的对角线上切角以及加载非对称 V 型槽，提出了一种新型双频双圆极化微带天线。天线的工作频段覆盖了卫星固定业务频段、卫星广播、航空无线电导航、卫星地球探测、无线电定位等工作频段。实测结果表明该天线在两个频段内都具有较好的阻抗匹配和圆极化性能，且具有结构紧凑、加工方便的优点，具有广阔的运用前景。

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